Урок:Состав мыла, его моющее действие. Понятие про синтетические моющие средства. .

Состав мыла, его моющее действие. Понятие про синтетические моющие средства.
Цели:
обучающая: ознакомить с составом и свойствами мыл.
Охарактеризовать синтетические моющие средства, их
состав, разнообразие и использование. Сравнить
моющие свойства мыла и синтетических моющих
средств. Выяснить требования, которым должны
отвечать синтетические моющие средства с точки
зрения охраны окружающей среды.
развивающая: развивать языковую, логическую, пространственно- визуальную и кинестетическую компетенции.
Оборудование и материалы: Периодическая система химических
элементов Д.И.Менделеева, штатив с
пробирками, раствор хозяйственного мыла.
Раствор синтетического моющего средства,
дистиллированная вода.
Базовые понятия и термины: жиры, сложные эфиры, высшие карбоновые
кислоты (ВКК), синтетические моющие
средства (СМС), поверхностное натяжение,
жесткость воды.
Тип урока: комбинированный.
Методы обучения: интерактивные – исследовательский метод,
практические – выполнение упражнений, частично-
поисковые.

Структура урока

Организационный этап------------------------------------------------------3 мин.
Актуализация опорных знаний.3 мин.
Изучение нового материала
Исторический аспект возникновения мыла..............3мин.
Состав мыла.3 мин.
Решение задачи (исследовательский метод)5 мин.
Моющее действие мыла..4мин.
Выполнение лабораторного опыта (исследовательский метод).5мин.
СМС, состав, классификация, современные требования к СМС (выступление докладчиков),
(исследовательский метод)..8 мин.
4.Закрепление..5мин.
5.Домашнее задание (домашний эксперимент).2 мин.
6. Подведение итогов...4 мин.
Ход урока
1.Организационный этап
Приветствие, проверка готовности к уроку
Учитель читает эпиграф к уроку, учащиеся по эпиграфу определяют тему урока: «Рано утром на рассвете
Умываются мышата,
И котята, и утята,
И жучки и паучки.»
К.И.Чуковский
«Мойдодыр».
Эпиграф, основные схемы (строение мыла, строение молекулы СМС, моющее действие мыла) находятся на доске, блок- схема урока у учащихся на партах.
- Как Вы думаете, о чем мы сегодня будем говорить?
-О мыле и СМС.

2.Актуализация опорных знаний
Сегодня на уроке вы узнаете:
- какой состав имеет мыло;
- механизм моющего действия мыла;
- что такое СМС;
- требования к современным СМС.
-Как получают мыло?
Мыло получают в результате омыления жиров.
1.Получение мыла в результате омыления жиров:
СН2-О-СО-R СН2-ОH
| |
CН-О-СО-R +3NaOH CН-ОH + 3 RCOONa
| | мыло
СН2-О-СО-R СН2-ОH
Где R -это -С17Н35 или С15Н31-
3.Изучение нового материала
Давайте немного окунёмся в историю. Первое мыло, было получено более 5000 лет назад. Поначалу оно использовалось как средство для стирки белья, обработки ран и язв.
Только в 1 веке н. э. человек стал мылом мыться.
Считается, что первое мыло было открыто случайно, когда над костром жарили мясо, жир стекал на золу (обладающую щелочными свойствами). Взяв в руки горсть простейшего мыла, древний человек обнаружил, что оно легко растворяется в воде и смывается вместе с грязью. Итак, формула простейшего мыла: RCOONa или RCOOК
-Какая формула будет отвечать формуле твердого мыла, а какая формуле жидкого?
RCOONa (тв) RCOOК (ж).
Мыла- соли высших карбоновых
кислот полученные омылением
жиров

В промышленности вместо
щелочи применяют соду, а так
как жиры являются одной из
главных составляющих пищи
человека, то за основу берут не
животные жиры, а
углеводороды, входящие в
состав парафинов (нефти).
Мыла полученные из
синтетических кислот
аналогичны по своей
химической природе
обычным мылам.
МОЛЕКУЛА СМС
Моющее действие мыла – сложный физико-химический процесс. И чтобы лучше разобраться с механизмом этого процесса, я предлагаю решить задачу.
Задача
Поверхностная энергия жидкости радиусом 2мм равна 2 мкДж. Что это за жидкость?

· (Н2О) = 73*10-3Н/м
Решение

· = U/S U =
· S S =4
·R2
· = 2*10-6/4*3,14*4*10-6 = 0,040 Н/м
По справочнику проверьте, что это за жидкость – мыльный раствор.
То есть
· становиться меньше в мыльном растворе. Почему это происходит? Хорошо это или плохо?
Молекулы воды удерживаются вместе силами притяжения, эти силы тянут верхние молекулы внутрь, и поверхность жидкости изгибается, возникает поверхностное натяжение, поэтому мы видим почти сферическую каплю воды, выскальзывающую из крана. Именно из-за поверхностного натяжения сама по себе вода не обладает достаточным моющим действием, вступая в контакт с пятном, молекулы воды притягиваются друг к другу вместо того, чтобы захватывать грязевые частички. Когда вводят мыло, поверхностное натяжение уменьшается, и молекулы мыльного раствора захватывают частички грязи.
Рассмотрим суть процесса (диалог между учителем и учениками).
Молекула мыла напоминает головастика – углеводородный радикал R-гидрофобная часть молекулы (отталкивает воду ) – хвостик головастика, а COONa+ - гидрофильная часть молекулы (притягивается водой ) – голова. Гидрофильная часть поворачивается к воде, гидрофобная отталкивает воду, но растворяется в жирах, а ведь грязь именно благодаря жиру прилипает к вещам, поэтому гидрофобная часть цепляется за грязевую частицу. На границе раздела уменьшается поверхностное натяжение и вода проникает в ткань.
Моющие действие мыла

Схематическое изображение моющего процесса:

а грязевая частица на поверхности материала;
б адсорбция моющего вещества на частице грязи;
в отрыв частицы грязи от отмываемой поверхности; г частица грязи в моющем растворе; д пузырьки воздуха с адсорбированными молекулами моющего вещества (пена); Е слипшиеся пузырьки пены и частицы грязи;
ж адсорбционный слой моющего раствора на границе раздела воздух вода

В вашем учебнике на стр.40 рис.9. предложена схема моющего действия мыла.

-Как вы думаете, что необходимо сделать, чтобы жир лучше отходил от ткани?
Если жир крепко пристал к ткани, для его удаления полезно было бы не только действие мыла, но и крепкая встряска (поэтому мы трем ткань, отбиваем ), крошечные капельки жира, покрытые молекулами мыла отрываются от поверхности,
· уменьшается с увеличением температуры ( физика), лучше производить стирку в мыльном растворе (мицелла), рассеиваются в воде образуя эмульсию. В процессе стирки в раствор попадают пузырьки воздуха, которые стремятся всплыть на поверхность и уносят за собой частицы грязи. Попадая на поверхность мыльного раствора, прочность пленки вокруг мицеллы увеличивается, она покрывается вторым слоем мыла, сталкиваясь частицы, образуют пену.
-Как изменяется коэффициент поверхностного натяжения в зависимости от температуры?
-Коэффициент поверхностного натяжения в горячей воде уменьшается.
В процессе объяснения ребята пользуются схемой из учебника и блок – схемой.
Но у мыла есть недостаток, оно плохо работает в жесткой воде.
-Какая вода в нашем поселке?
-Что обуславливает жесткость воды?
-Почему мыло плохо работает в жесткой воде?
Соли Са2+ и Mg2+ , которые придают жесткость воде, образуют с мылом нерастворимые соединения, которые оседают на ткани, затрудняют ее полоскание и придают ей жесткость.
Мыло в жесткой воде 2 С17Н35 COO-+Ca2+(С17Н35 COO)2Ca
Хлопья
Сейчас вы выполните лабораторный опыт №5. Сравните моющее действие мыла и СМС.
В целях экономии времени текст и задания лабораторного опыта, а также таблица раздаются каждому учащемуся, а затем дома вклеиваются в тетрадь

Лабораторный опыт №5Цель: Сравнение моющего действия мыла и синтетического моющего средства.
Даны 2 пробирки и два химических стакана с растворами веществ. В одном стакане находится мыльный раствор (м), во втором стакане находится раствор стирального порошка (с). В 2-х пробирках находится вода, взятая из под крана.
1. Добавьте в одну из пробирок 1-2 мл мыльного раствора, а во вторую1-2 мл раствора стирального порошка и встряхните содержимое пробирок.
В какой из пробирок образуется более устойчивая пена? Какое средство приходиться добавлять больше, для образования более устойчивой пены?
2. Измерьте рН растворов при помощи лакмусовой бумажки
3. Добавьте в стакан с мыльным раствором и с раствором порошка 1-2 мл раствора CaCl2, что при этом наблюдаете?
Результаты исследований занесите в таблицу

Пробирки
Устойчивость пены
Высота пены
рН растворов
+ CaCl2

С мылом





С порошком





Сделайте вывод:
-Какое из средств работает лучше в не зависимости от жесткости воды?
-Какое средство меньше влияет на кожу человека, если рН кожи равна 5,5?
Проделав опыт, вы увидели, что в жесткой воде лучше работает порошок, который относится к СМС.
Порошок относится к синтетическим моющим средствам (СМС). СМС - натриевые соли кислых сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты
RCH2OH+HOSO2OHRCH2OSO2OH+H2O
RCH2OSO2OH+NaOH RCH2OSO3Na+H2O
СМС работают в жесткой воде, так как в них добавляют вещества связывающие соли жесткости: полифосфаты, силикаты, кальцинированию соду.
СМС и мыло относятся к поверхностно активным веществам, которые уменьшают
· воды.
- Какие бывают СМС?
Сообщения учащихся
Классификация СМС:
- по назначению (хозяйственные, туалетные, медицинские )
- по консистенции (кусковые, гранулированные, порошкообразные, пасты )
- по видам моющего средства (мыло, СМС)
- по содержанию моющего вещества (от 5 – 85%-содержание моющего средства, или 10 – 75% - содержание моющего средства).
Получается, что СМС лучше, чем мыло, но так ли все безобидно?
Послушаем сообщение экологов и биологов (выступление учащихся)
При уменьшении поверхностного натяжения, невозможно существование организмов, которые существуют на поверхности пленки (плейстон – сверху (водомерки), нейстон – снизу (личинки комара).
Загрязнение фосфатами приводит к размножению зеленых и сине – зеленых водорослей (цветение воды), что приводит к фотосинтезу – выделяется кислород, но в воде он не растворяется, так как увеличивается температура, кислород выделяется в виде пузырьков.
Образуется большое количество органических веществ, на гниение которых затрачивается кислород, часть идет на реакцию разложения, часть кислорода уходит в виде пузырьков, создается анаэробные условия, в таких условиях гибнет рыба.
Сине-зеленые водоросли выделяют токсины, вызывая гибель водных организмов, примером является река Салгир.
В связи с вышеизложенным к современным СМС предъявляют определенные требования.
Современные требования к СМС:
- высокое моющее действие
- биологическое разрушение в природных условия
- химическое разложение в природных условия
- уменьшение содержания полифосфатов или полный отказ от них
4.Закрепление

-Как вы думаете, ответили мы на вопросы, поставленные в начале урока?
-Как получают мыла?
-Представьте, что вы попали на необитаемый остров, пробыли там достаточно долго, научились добывать пищу и воду, но вам очень хочется помыться, а мыла нет. Можно ли мыло получить в таких условиях?
-Как отличаются по химическому составу твердые и жидкие мыла?
-Как можно уменьшить коэффициент поверхностного натяжения?

5.Домашнее задание:
Домашний эксперимент: определите жесткая или мягкая у вас вода. Для этого в горячей воде растворите измельченное мыло: если после охлаждения раствор остается прозрачным – вода мягкая, если раствор покрывается пленкой – вода жесткая.
Задача: вычислите массу мыла, которая образуется при омылении 100 г.
глицерида стеариновой кислоты гидроксидом натрия. Массовая доля выхода реакции составляет 89%.

6.Подведение итогов.